Page 87 - 《摩擦学学报》2021年第6期

872 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

表 2 试验用润滑油不同表面的接触角 沉积，在水平的工作面上的沉积率要大于侧面沉积
Table 2 Contact angle of Lubricants on surfaces used in
率，因此工作面更易沉积FAS颗粒，获得更多的FAS
experiment
膜，故工作面的接触角大.
Contact angle/(°)
Surface 试验开始前，用微量注射器将润滑油滴在玻璃盘
PAO10 PAG
Steel 18.5 19.2 上，随即放置滑块，在轻载(0.1 N)的工况下玻璃盘低
Steel/FAS 86.3 85.7
速(1 mm/s)转动，润滑油均匀铺展于玻璃盘面，即完成
Side steel/FAS 36.2 35.6
Steel/FAS transferred 57.2 53.2 布油.

10.5 12.2
SiO 2
SiO 2 /FAS transferred 59.7 60.2 2 结果与讨论

的润湿性，其接触角数值列于表2中. 命名未修饰的滑 2.1 FAS转移膜的形成
块工作面为Steel；镀FAS的滑块工作面为Steel/FAS； 进行了FAS和PAO10润滑油的相容性试验，如图3(a)
镀FAS的滑块侧面为Side Steel/FAS；FAS转移后的滑 给出了1 mL的PAO10存在状态，润滑油均匀透明的分
块工作面为Steel/FAS transferred；未修饰的玻璃盘表 布在试管瓶中. 而将0.1 mL的FAS溶液加入所示如图3(b)
面为SiO ，转移后的玻璃盘表面为SiO /FAS transferred. 所示，PAO10润滑油和FAS出现了分层现象，PAO10
2
2
在表面修饰的过程中，FAS气化后，随即沉积，在图2 润滑油在上方，FAS在下方，并且震荡后又立即分层，
的放置方式中，向上的水平表面为滑块的工作面，侧 中间标注部分出现油气相间分布的分层区. 该现象说
面为非工作表面. FAS气体分子自上而下向基体表面 明PAO10润滑油和FAS液体难相容.

1 cm 1 cm

(a) 1 mL PAO10 (b) 1 mL PAO10 + 0.1 mL FAS
Fig. 3 Pictures of PAO10 and PAO10 + FAS
图 3 PAO10与FAS混合前后对比图

[24]
利用面接触润滑油膜厚度在线测量技术 获得 FAS transferring
了润滑过程中的润滑油膜厚. 图4给出了玻璃盘的半 0.9 u d =10 mm/s
Lubricant: PAO10−2 μL
径为21.5 mm，玻璃盘线速度10 mm/s，载荷4 N，2 μL Load: 4 N
PAO10润滑油条件下膜厚随时间变化. 随时间变化， Inclination: 5.4×10 rad
−4
膜厚先减小再保持稳定. 在FAS的转移过程中，出口 Film thickness, h 0 /μm 0.6 Temperature: 22±1 ℃
Humidity: 65%±5%
区的润滑油由连续的薄油层逐渐转变为润滑油微液
滴，这些微液滴由于表面力的作用，被吸入侧脊，导致
接触区的润滑油减少，膜厚降低. 随着润滑过程的进 0.3
行，FAS转移结束，远离侧脊部分的微液滴无法被吸 0 1 000 2 000 3 000
Time, t/s
入侧脊，形成稳定的润滑，乏油区面积稳定不变.
Fig. 4 Revolution of film thickness with time during
表3给出了FAS转移过程中润滑轨道照片，试验 FAS transferring
开始时未发生FAS膜转移，润滑油在玻璃盘上形成经 图 4 FAS转移过程中膜厚随时间的变化曲线